Синдром Дауна, болезнь Альцгеймера, атеросклероз и диабет: одна причина, много последствий
Высказанная около 20 лет назад Хантингтоном Поттером (Huntington Potter) идея о том, что синдром Дауна и болезнь Альцгеймера по сути являются одним и тем заболеванием, вызвала огромный резонанс в научно-медицинской общественности. Недавно доктор Поттер и его коллеги из университета Южной Флориды (г. Тампа) получили доказательства справедливости этого предположения.
Более того, они опубликовали результаты двух работ, свидетельствующие о том, что в основе развития болезни Альцгеймера, синдрома Дауна, атеросклероза и, возможно, даже диабета, лежит один и тот же механизм. Авторы утверждают, что ассоциированный с болезнью Альцгеймера белок бета-амилоид, повреждающий состоящую из микротрубочек транспортную систему клетки, нарушает процессы перемещения хромосом, белков и других молекул по объему клетки. Обе работы проделаны на культурах мышиных и человеческих клеток с моделированными симптомами болезни Альцгеймера. В целом лабораторные данные указывают на то, что защита микротрубочек от вызываемых бета-амилоидом повреждений может не только предотвратить, но и излечить болезнь Альцгеймера и ассоциированные с ней заболевания.
Первая статья, «Alzheimer Ab Peptide Induces Chromosome Mis-segregation and Aneuploidy, including Trisomy 21; Requirement for Tau and APP», опубликованная в предварительной on-line версии журнала Molecular Biology of the Cell, объясняет механизм появления в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера определенного количества клеток, имеющих три 21-х хромосомы вместо двух. Это явление, трисомия 21, характерно для всех клеток людей с врожденным заболеванием синдромом Дауна. Факт присутствие таких клеток в мозге всех пациентов с болезнью Альцгеймера выявлен сотрудниками лаборатории доктора Поттера в рамках более ранней работы и послужил предпосылкой к появлению гипотезы, согласно которой болезнь Альцгеймера можно считать синдромом Дауна пожилого возраста.
В возрасте 30-40 лет у всех пациентов с синдромом Дауна развивается патология мозга, аналогичная патологии, наблюдаемой при болезни Альцгеймера, одним из симптомов которой является накопление токсичных для клеток мозга агрегатов бета-амилоида. Это способствует прогрессированию слабоумия и быстрой гибели нервных клеток.
Авторы продемонстрировали, что причиной гибели клеток является именно бета-амилоид, нарушающий работу состоящей из микротрубочек внутриклеточной транспортной системы. Во время деления клетки эта система обеспечивает отделение вновь формирующихся копий хромосом.
Бета-амилоид нарушает целостность белковых стенок микротрубочек, обеспечивающих перемещение различных грузов, в том числе хромосом, по объему клетки. В результате могут появляться клетки с неправильным количеством хромосом или аномальным набором генов. Например, клетки людей с синдромом Дауна содержат три копии 21-й хромосомы и, соответственно, три копии локализующегося на ней гена, кодирующего бета-амилоид, что приводит к ускоренному накоплению этого белка в ткани мозга. Возможно, одной из причин развития болезни Альцгеймера является постоянное формирование новых нервных клеток с трисомией 21, активно продуцирующих амилоид-бета, что все более усугубляет течение заболевания.
Во второй статье, «LDLR Expression and Localization Are Altered in Mouse and Human Cell Culture Models of Alzheimer's Disease», опубликованной 31 декабря в on-line версии журнала PLoS One, речь идет еще об одном последствии повреждений системы микротрубочек, вызваемых бета-амилоидом.
Болезнь Альцгеймера часто сопровождается заболеваниями кровеносных сосудов и диабетом. Одни специалисты придерживаются мнения, что этот факт является простым совпадением, тогда как другие считают, что существует некая общая причина развития этих заболеваний. Изучение возможной роли, которую липопротеины низкой плотности (ЛПНП, «плохой холестерин»), вызывающие атеросклероз, сердечно-сосудистые заболевания и инсульт, могут играть в развитии болезни Альцгеймера, привело работающих над этим вопросом ученых к противоречивым результатам. Однако авторы решили посвятить свою работу изучению возможного влияния бета-амилоида на метаболизм липопротеинов низкой плотности.
Рецептор, необходимый клеткам для распознавания и утилизации липопротеинов низкой плотности, также как и множество других белков, перемещается внутри клетки по системе микротрубочек. Исследователи установили, что вызываемые бета-амилоидом нарушения транспортной системы приводят к тому, что синтезируемый в цитоплазме клетки рецептор не достигает ее мембраны. В результате клетка теряет способность захватывать циркулирующий в кровотоке холестерин, который откладывается на стенках кровеносных сосудов в виде бляшек, нарушающих кровоснабжение мозга и сердца пациентов с болезнью Альцгеймера.
Вполне возможно, что аналогичная участь постигает и другие важные белки, в том числе рецепторы к ответственному за утилизацию глюкозы гормону инсулину и сигнальным молекулам, обеспечивающим взаимодействие клеток мозга. Результатом этого может быть развитие диабета и нарушений познавательных функций, в т.ч. процессов запоминания.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily: Studies Demonstrate Link Among Alzheimer's Disease, Down Syndrome and Atherosclerosis.
19.01.2010